1tom247

9. METROLOGIA 496

dokładności zastępują one wagi prądowe i wagi pierścieniowe (które przy większych zakresach wymagają zastosowania rtęci). Oferowane przez wiele firm zagranicznych czujniki zintegrowane umożliwiają osiągnięcie wymiarów całego czujnika rzędu kilkunastu, kilkudziesięciu milimetrów. Produkowane w Polsce miniaturowe krzemowe czujnik: ciśnienia wymagają napięcia zasilania 5 V 0,05% lub prądu 1 mA±0,05%. Błąd nieliniowości jest nic większy niż 0,2%, a histereza mechaniczna nie większa niż 0,05%. Temperaturowy błąd zera czujnika skompensowanego jest nie większy niż 0,008%/K. W tablicy 9.7 podano zakresy pomiarowe i dokładności najczęściej stosowanych ciśnieniomierzy (manometrów).

Przy stosowaniu manometrów należy bezwzględnie przestrzegać zaleceń wytwórcy, szczególnie zwracając uwagę na:

—    posługiwanie się przyrządem o właściwym zakresie pomiarowym;

—    przystosowanie przyrządu do współpracy z czynnikiem mierzonym;

—    zachowanie szczelności i wytrzymałości połączeń;

—    zabezpieczenie obserwatora przed rażeniem odłamkami uszkodzonego przyrządu:

—    znaczny błąd, którego źródłem może być czynnik wypełniający elementy łączące;

—    usytuowanie powierzchni pomiarowej równolegle do kierunku przepływu przy pomiarze ciśnienia płynu w ruchu.

9.10.3. Pomiary temperatury i ciepła

Obecnie w Polsce obowiązuje Międzynarodowa Praktyczna Skala Temperatury z 1990 r. (MST-90). Jest ona oparta na wartościach temperatury przypisanych pewnej liczbie stałych punktów definicyjnych i interpolacji między tymi punktami przy użyciu wzorców, podających zależności między wskazaniami przyjętych przyrządów' wzorcowych a wartościami temperatury międzynarodowej praktycznej.

±0,01+±10 K    cieczowe szklane z cieczami organicznymi

±0,01+±10K cieczowe szklane z rtęcią ± 1,5 °/o    cieczowe manometryczne

±2%

parowe manometryczne

± 7-r ±2 %    bimetalowe

i

±1+±2°/o dylatacyjne

±0,2+±Q5% rezystancyjne

±0,5+ ± 1% termistorowe ±1,5 +±6k termoelektryczne

±d0mK    kwarcowe

-!

±2K    ultradźwiękowe

±15+±25K	pirometry radiacyjne soczewkowe
±2%	pirometry radiacyjne zwierciadlowe
±52+±1,5%	pirometry fotoelektryczne
±5++15K	pirometry z zanikającym włóknem
±1 + ±X 5%	pirometry dwubarwowe

500

1000

1500

2000

-200 0

2500 r"

Rys. 9.38. Zakres zastosowania i niedokładności wskazań przyrządów do pomiaru temperatury

Jednostką temperatury termodynamicznej Tjest kelwin (K). Jednostką nie należącą do układu SI, ale też legalną jest stopień Celsjusza ("C).

Klasyfikację przyrządów do pomiaru temperatury, ich zakresy i błędy przedstawiono na rys. 9.38. Termometr ultradźwiękowy umożliwia pomiar temperatury plazmy do 17 000 K, natomiast zastosowany do pomiaru temperatury cieczy przy drodze fali ultradźwiękowej 1 m mierzy z błędem ok. 1 mK.

W tablicy 9.8 podano właściwości metali stosowanych jako oporniki termometryczne (termorezystory). Zwykle ich rezystancja w temperaturze O C wynosi 100 £1. Wskaźnik R_l0JR₀ J^est stosunkiem rezystancji w temperaturze 100^:C do wartości rezystancji w temperaturze 0“C.

Tablica 9.8. Właściwości metali stosowanych na oporniki termometryczne

Materiał	Rezystywność fi-m	^100 *0	Typowy zakres stosowania,
Platvna	(0.10-^0,11)-nr^6	1,385	—200- +850
Nikiel	(0.09-0.11)-10*‘	1,617	-60-4 180
Miedź	(0,017 — 0,018)-10"^6	1,426	-50-+ 180

Tablica 9.9. Rodzaje i oznaczenia termoclementów, wg PN-92/M-53854 00

Lp.	Rodzaj termoelementu	Oznaczenie literowe	Dopuszczalne oznaczenie^1*
1	Platyna 13% rod/platyna	R	PtRhl3-Pt
2	Platyna — 10% rod/platyna	s	PtRhlO-Pt
3	Platyna 30% rod/platyna — 6% rod	B	PlRh30-PlRh6
4	Źelazo/miedź nikiel lub żelazo/konstantan	J	Fe-CuNi
5	Micdź/miedź — nikiel lub miedż/konstantan	T	Cu-CuNi
6	Nikiel chrom/miedź — nikiel lub nikiel — chronykonstantan	E	NiCr-CuNi
7	Nikiel — chrom/nikiel — aluminium	K	NiCr-NiAI
8	Nikiel chrom krzcm/nikicl — krzem	N	NiCrSi-NiSi

W tablicy 9.9 podano rodzaje i oznaczenia termoelementów. Za pomocą termoelementu można mierzyć tylko różnicę temperatur. Dlatego istotna jest stabilizacja temperatury spoiny odniesienia, względnie kompensacja napięcia powstającego na spoinie odniesienia przez przyłączenie odpowiedniego układu kompensacyjnego. W celu przeniesienia spoiny odniesienia z miejsca w pobliżu termoelementu do miejsca o bardziej niezmiennej temperaturze stosuje się przewody kompensacyjne odpowiednio dobrane i podłączone zgodnie z oznaczeniami.

W przypadku termometrów w obudowie (szczególnie ceramicznej), stosowanych do pomiaru zmiennej temperatury, należ}' uwzględnić właściwości dynamiczne czujnika. Stale czasowe termometrów w wodzie o prędkości przepływu 0,2 m/s są rzędu ułamków sekundy do kilku sekund, natomiast w powietrzu o prędkości 1 m/s ok. 20-7-200 s. W przypadku pirometrów radiacyjnych czas osiągnięcia wskazania równego 98% wartości ustalonej wynosi 0,5 ■+■ 2 s dla pirometrów soczewkowych i 2-f5 s dla pirometrów zwierciadlowych. W przypadku pirometrów fotoelektrycznych i dwubarwowych czas ten wynosi 0,001 s.

Pirometry wskazują poprawnie temperaturę ciała doskonale czarnego, tzn. ciała oemisyjności e = 1. Największym błędem wykazują się pirometry radiacyjne, najmniejszym zaś — dwubarwowc. Gdy ciało, którego temperatura jest mierzona jest ciałem szarym, wówczas pirometr dwubarwowy wskazuje poprawnie.

32

Poradnik inżyniera elektryka tom 1